研究生課程材料疲勞全英語教學的實踐與探索

Ho Hsin-shen 張二亮

[摘 要] 專業課程的全英語教學有利于研究生綜合學術能力的培養，在我國高等教育改革建設中發揮越來越大的作用。文章介紹了研究生課程材料疲勞的全英語教學模式，針對大多數機械類研究生存在的英語應用能力低下、專業基礎薄弱的現狀，探討了全英語課程的教學內容設計和授課手段革新的經驗和做法，并對下一步深化教學改革提出了具體建議。

[關鍵詞] 全英語教學;研究生課程;教學實踐

[基金項目] 鄭州大學研究生全英語課程建設項目（201420001）

[作者簡介] Ho Hsin-shen（1982—），女，馬來西亞吉隆坡人，工學博士，鄭州大學機械與動力工程學院副教授，研究方向為金屬材料疲勞;張二亮（1979—），男，河南開封人，工學博士，鄭州大學機械與動力工程學院直聘教授，研究方向為機械結構、材料性能建模。

[中圖分類號] G642.0? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）42-0189-03? ? [收稿日期] 2020-02-22

一、引言

《學位與研究生教育發展“十三五”規劃》指出，研究生教育要推進世界一流大學和一流學科的建設，需大幅提高研究生參與國際學術前沿的活躍度、加快培養能夠參與國際事務和國際競爭的高層次專門人才[1]。近年來，我國科技文化軟實力在世界范圍內的影響迅速提升，對全球科研人員和青年學生的吸引力逐步顯現。為推進“雙一流”大學的建設進程和適應教育全球化的國際形勢，大力開展教學理念國際化、教學內容反映學科發展前沿、教學方法先進的研究生課程全英語教學，已經得到廣大教學工作者的深入關注[2-4]。

航空、汽車、船舶等許多工業領域中的機械裝備在服役過程中承受著循環交變載荷的作用，材料疲勞是這些設備的主要失效模式。因此，材料疲勞是許多高校專業研究生的必修課程。材料疲勞是鄭州大學首批建設的研究生全英語課程之一。該課程系統介紹了疲勞與斷裂理論、抗疲勞設計及制造方法與技術，旨在全面拓展機械類研究生的疲勞與斷裂專業知識，提升他們在疲勞科學領域的國際學術視野。經過多年的課程建設，借助于智慧課堂教學平臺，圍繞教學內容、教學方法、課程組織等主要環節，形成了完整的課程教學體系。本文較為系統總結了材料疲勞課程全英語教學的實踐經驗，并對未來課程改革提出建議。希望通過本文能夠引發同行們的思考與交流，促進全英語專業課程教學改革的深化和完善。

二、材料疲勞課程教學實踐

本課程是鄭州大學機械工程專業研究生培養的骨干課程，選修學生數超20人/年。該課程分為8講，共計32學時。

（一）創新教學內容

材料疲勞涉及材料、力學、機械、化學等背景知識，具有專業性強、交叉領域廣、英文術語理解難等特點。本課程教材選用疲勞領域經典著作Jaap Schijve，Fatigue of Structure and materials，Kluwer Academic Publishers，2004.筆者結合機械類研究生的專業背景，對重要知識點進行整體規劃和整合，編寫了教學大綱和內部講義。制定的教學內容包括應力集中、循環塑性變形，低周與高周疲勞行為和損傷機理，疲勞擴展和壽命預測，環境因素對疲勞行為的影響，熱機械疲勞等。

針對機械裝備“壽命短”“可靠性差”和“結構重”的問題，高性能制造技術的研發引起國內外學者的廣泛關注[5]。課程結合新興表面處理技術，統籌安排了超聲噴丸強化對疲勞性能的影響、超聲疲勞實驗技術及超高周疲勞性能研究、熱機械疲勞載荷下焊接接頭疲勞壽命預測等教學專題。這有助于研究生密切跟蹤專業領域的學術前沿熱點。針對材料疲勞晦澀抽象的知識點，在教學過程中還強化了動手實驗和觀摩實驗環節。前者主要包括樣品制備、材料組織觀測、疲勞試驗機使用等，后者包括透射電鏡測試、EBSD晶格取向測定、位錯遷移觀測等模塊。這有助于研究生全面理解材料疲勞失效的機理和過程。

（二）創新教學方法

全英語專業課教學是浸沒式英語教學方法，在專業知識的講授、課件制作、案例分析、師生互動、作業、考試等教學環節全部采用英語進行。然而，在全英語環境下學習材料疲勞專業知識和用英語進行順暢的專業實踐活動存在一定的難度，尤其是英語基礎差、專業知識背景弱的研究生，無法適應全英語課堂教學。針對全英語教學面臨的諸多挑戰，筆者對教學手段和組織方法進行了有益的探索。

1.構建課程專業詞匯庫。專業詞匯是開展專業課程全英語教學的基礎。然而，研究生專業英語詞匯匱乏、科技英語表達與接受能力低下的情形普遍存在，這給在全英語環境下學習材料疲勞專業知識帶來困難。為此，教學團隊對教學過程中出現的專業詞匯按章節順序進行匯編，在學期伊始發給研究生學習和熟記，實現學生在課堂上對專業詞匯的即時領會;基于疲勞領域知名國際學術期刊，建立代表性論文的語料庫，讓學生對課程涉及的英語專業表達熟悉熟知。這為學生運用英語進行順暢的課程教學活動奠定了基礎。

2.有機結合課堂講授與實驗教學。材料疲勞課程的系統性相對較差，諸多知識點晦澀難懂。按照抓住教學重點、講透難點的講授思路，一方面，制作圖文并茂的PPT課件，針對抽象知識點（如位錯遷移）展示更為豐富的專業圖片和動態演示，使得抽象的疲勞損傷過程可視化;另一方面，依托學校學科實驗平臺，針對這些知識點，設計和安排相應的動手或觀摩實驗，加強研究生對材料科學抽象規律的消化吸收。這種授課與實踐相融互補的教學模式在一定程度上克服了由全英語教學環境帶來的學習障礙，加快了研究生對重要知識點的全面掌握。

3.優化設計教學案例。案例教學旨在鼓勵研究生積極參與討論，教師扮演組織者和引導者的角色。緊扣教學目標，選取與教學內容密切相關的疲勞領域經典和熱點SCI論文作為教學案例。提前一周向研究生推送案例教學材料，引導學生分析論文結構Title、Abstract、Introduction、Experiment/simulation method、Result and discussion、Conclusion等部分，要求研究生應用課程所學專業知識，在課前做好周密的策劃和準備，在課堂上分組討論和爭論，力求厘清科學規律發現全過程的來龍去脈，最后由教師進一步點評該論文對本領域科學研究的貢獻。案例教學提高了學生的參與度，還讓學生體會到學以致用的學習樂趣，有效提高了全英語課堂的學習效果。

4.運用智慧教學工具。借助智慧教學工具雨課堂[6]，助力專業課程的全英語教學。雨課堂提供了各種信息化的教學活動：（1）利用投票、投稿、彈幕、隨機點名等，進行課堂互動，這能保持研究生上課的專注力;（2）將課件同步到學生的智能終端，教學內容可以隨時回看，便于學生課后復習，為學生創造了“浸潤性”的學習環境;（3）保存上課、課程小測、作業、出勤等全過程的教學數據。材料疲勞課程利用該平臺實現了與研究生的全方位互動，即時獲得學生的問題和反饋意見。這便于全英語教學活動的及時調整，也有效延展了課堂教學時間，極大降低了全英語教學的難度。此外，考慮到課程教學內容多，知識點密集，把部分知識點和觀摩實驗、以及其他專業網站鏈接通過雨課堂推送給學生，學生可根據自身需要開展個性化線下學習。

5.規范考核評價機制。根據筆者在法國卓越工程師學校的學習與工作經歷，把課程小測和課題項目引入到學業綜合評價中來。學業成績由課程小測、平時作業、課題項目、期末考試組成。其中前三項的成績占總成績的50%。課程小測安排在每次課最后15分鐘內隨堂完成，難度偏低，主要用于檢測學生對重要知識點的理解。平時作業是課程小測的延伸，側重于考察重要知識點的應用，難度偏高，教師對作業認真批閱并給出點評。課程項目一般由2位學生共同完成，項目課題來源于所授課程的專業領域研究熱點，學生不但要完成項目研究報告，還要按照國際會議形式進行15分鐘全英文口頭匯報。期末考試主要考查學生運用所學知識解決實際問題的能力，采用開卷考試方式，學生須用英文作答。該考核機制能夠較為全面客觀地評價研究生的學業完成情況，也提升了他們的課程學習效果。

三、全英語教學未來改革的設想與探討

全英語專業課程教學已在我國高校廣泛開展，取得了不少的有益經驗，但在高校的專業課程教學體系中仍然是一片教學實驗田。全英語專業課程的核心是傳授專業化知識和輸出國際化視野，英語僅是專業知識的載體，用于構架、分析、拓展專業知識體系。這是我們始終秉承的課程改革定位和初心。

結合教學實踐體會，研究生全英語課程未來改革的設想：（1）教學管理部門應做好頂層設計，系統考慮全英語專業課程教學與英語語言教學課程的相互支撐和關聯，強化以專業研究和學術交流為目的的學術英語訓練體系，提升學生對學術英語語言的綜合運用能力;（2）學校、學院和教師應多層次多渠道凝聚全球優秀課程資源，邀請專業領域中的海外名師參與全英語專業課程教學，開展前沿公開課;（3）發揮雨課堂的大數據記錄優勢，動態優化全英語專業課程的教學設計，完善“以學生為中心”的新型教學模式，讓專業課程的全英語教學朝著自主式學習、個性化學習方向發展。

四、結束語

全英語專業課教學是培養高素質研究生的有效途徑。筆者根據機械工程專業研究生培養的實際情況，對材料疲勞專業課程的全英語教學進行了實踐和探索。我們必須認識到全英語專業課程教學是一項長期系統的課程建設工程，需要在教學實踐中不斷探索和完善，逐步形成適應我國國情的、可復制和推廣的教學方法體系。

參考文獻

[1]教育部，國務院學位委員會.學位與研究生教育發展“十三五”規劃[EBOL].http：//www.ndrc.gov.cn/fzgggz/fzgh/ghwb/gjjgh/201706/t20170619_851190.html.

[2]朱芳冰，潘琳，蔡忠賢，等.留學研究生油氣田地下地質學全英語教學課程建設探索[J].大學教育，2017，90（12）：89-91.

[3]彭斌，沈希忠，張玉梅，等.研究生課程全英語教學方法探討[J].高教學刊，2018（8）：113-115.

[4]葉松，李艷霞.研究生全英語專業課課程建設的探討[J].教育教學論壇，413（19）：77-78.

[5]高玉魁，趙振業.齒輪的表面完整性與抗疲勞制造技術的發展趨勢[J].金屬熱處理，2014，39（4）：2-6.

[6]張國培.論“互聯網+”背景下的雨課堂與高校教學改革[J].中國成人教育，2017（19）：96-98.

Practice and Exploration of All-English Teaching in the Material Fatigue Course for Postgraduates

Ho Hsin-shen， ZHANG Er-liang

（School of Mechanical and Power Engineering， Zhengzhou University， Zhengzhou， Henan 450001， China）

Abstract：The all-English teaching of professional courses is advantageous to develop the comprehensive academic ability of postgraduates， and plays an increasingly important role in the reform and construction of higher education in China.This paper introduces the all-English teaching model of the Material Fatigue course for postgraduates.In regard to the facts that most postgraduates in mechanical engineering have low ability to use English and also have poor subject foundation， a few measures are discussed， which are taken for optimal design of course content and innovation of teaching methods.Finally， several suggestions are put forward for the future reform of all-English teaching courses

Key words：all-English teaching;postgraduate course;teaching practice